[發明專利]一種垂直排布分布校驗的節能型磁盤陣列的構建方法

有效

• 申請號: 201010256665.0
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101976174A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 譚毓安;孫志卓;周澤湘;李虓;謝紅軍;王成武;郭毅;李艷國
• 申請（專利權）人: 北京同有飛驥科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/06
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1.一種垂直排布分布校驗的節能型磁盤陣列的構建方法，垂直排布分布校驗的節能型磁盤陣列，簡稱為磁盤陣列S-RAID?5；其特征在于：

應用于磁盤陣列包含N個磁盤的場景中，其中N≥3且N為正整數；將N個磁盤構造成1行×N列的磁盤矩陣；對全部磁盤進行條帶劃分，分成N個條帶并為每個條帶順序編號，每個條帶上有N個存儲塊，其中1個為校驗塊，另外N-1個為數據塊，校驗塊由相同條帶內的N-1個數據塊通過異或運算得出，N個校驗塊順序分布在陣列的不同磁盤上；

用X(i，j)表示磁盤陣列中的一個存儲塊，其中i表示該存儲塊所在磁盤的序號，存儲塊X(i，j)位于磁盤i上；j表示該存儲塊所在條帶的序號，1≤i，j≤N，則存儲塊X(N+1-j，j)為校驗塊，用P(i，j)表示；其它存儲塊為數據塊，用L(p，q)表示，其中p表示數據塊所在磁盤的序號，1≤p≤N，q表示該數據塊在所屬磁盤內的數據塊的序號，編號從1開始，1≤q≤N-1；

數據塊L(p，q)對應的存儲塊為：

L(p,q)=X(p,q)p+q<N+1X(p,q+1)p+q≥N+1---(1)]]>

相同磁盤內，序號相鄰的數據塊邏輯地址相鄰，不同磁盤內，前一磁盤中最后一個邏輯存儲塊與后一磁盤中第一個邏輯存儲塊邏輯地址相鄰；稱邏輯地址相鄰的數據塊為相鄰數據塊；

每個數據塊分成K個數據子塊，K≥2且K為正整數，物理位置相鄰的數據子塊，其邏輯地址相鄰；每個校驗塊也分成K個校驗子塊，物理位置相鄰的校驗子塊的邏輯地址也是相鄰的；然后按照邏輯地址順序，分別對數據子塊和校驗子塊編號；所述校驗子塊由其所在條帶中的各個數據塊中偏移位置相同的N-1個數據子塊通過異或運算得出，這N-1數據子塊及其異或生成的校驗子塊，構成一個校驗條；

所述方法進一步包括：控制磁盤工作狀態的方法；

磁盤工作狀態包括：停止、運行、就緒三種狀態；

磁盤停止狀態時，磁盤轉軸停止旋轉、磁頭停止尋道；

磁盤運行狀態時，磁盤正在執行讀寫操作，包括轉軸旋轉、磁頭尋道；

磁盤就緒狀態時，表示將要被讀寫，此時磁盤轉軸旋轉、磁頭不尋道；

進行連續寫操作時，絕大部分時間里，只有2個磁盤處于運行狀態，沒有工作的磁盤被調度到停止狀態，以達到節能的目的，磁盤工作狀態轉換調度策略具體為：

為每個磁盤設置一個信號量，用Sem?i表示，1≤i≤N，設置信號量Sem?i的初始值均為0；

第1步：根據訪問數據的邏輯地址，用LBA表示，計算出訪問數據所在的數據塊的p、q值；通過公式2得到：

其中，單塊磁盤數據量為磁盤上的有效數據量，不包括磁盤上的校驗數據，MOD表示模運算，加1表示p、q的值從1開始計數；

然后，使用公式1進一步得到訪問數據所在的數據塊的所在磁盤，用i′表示，和所在條帶，用j′表示，以及第j′條帶內的校驗塊所在的磁盤為N+1-j′，并對磁盤i′和磁盤N+1-j′分別處理：若磁盤處于停止狀態，則調度到就緒狀態；條帶序號j′和磁盤序號i′分別用于記錄當前訪問操作的條帶序號和磁盤序號；

第2步：當磁盤i′和磁盤N+1-j′處于就緒狀態時，分別向其進行讀寫操作時，進行讀寫操作的磁盤由就緒狀態轉為運行狀態；

第3步：如果本次訪問在數據塊X(i′，j′)內結束，則本次訪問結束后，磁盤i′和磁盤N+1-j′由運行狀態轉為就緒狀態，然后退出本次調度；否則，在數據塊X(i′，j′)訪問結束前t時刻，t為磁盤由停止狀態轉為就緒狀態所需要的時間，判斷數據塊X(i′，j′)的相鄰數據塊X(I，J)，I，J為正整數，I為相鄰數據塊所在磁盤編號，J為相鄰數據塊的所在條帶編號，及第J條帶校驗塊所在磁盤N+1-J的工作狀態并分別處理：如果是該磁盤是運行狀態，則使該磁盤對應的信號量加1，如果是該磁盤是停止狀態，則使其轉入就緒狀態；在數據塊X(i′，j′)訪問結束后，磁盤i′和磁盤N+1-j′的信號量減1，并分別處理：如果磁盤的信號量小于零，則將該磁盤由運行狀態轉為停止狀態，并重新初始該磁盤的信號量為零；如果磁盤的信號量不小于零，則將該磁盤由運行狀態轉為就緒狀態；

第4步：把記錄當前訪問所在磁盤序號的i′值更新為I，將記錄當前訪問所在條帶序號的j′的值更新為J，重復執行第2步到第4步；

進行連續讀操作時，絕大部分時間里，也只有2個磁盤處于運行狀態，磁盤工作狀態轉換調度策略與連續寫操作相同。